La pirolisi è un processo a carbonio negativo? Solo con la giusta materia prima e strategia di sequestro.

Fondamentalmente, la pirolisi non è intrinsecamente a carbonio negativo. La sua capacità di rimuovere il carbonio dall'atmosfera dipende interamente da due fattori: il tipo di materiale che vi si immette e cosa si fa con i prodotti che ne derivano. Quando la biomassa viene utilizzata come materia prima e il suo sottoprodotto di carbonio solido viene immagazzinato permanentemente, la pirolisi può essere una potente tecnologia a carbonio negativo.

Il potenziale di negatività del carbonio deriva da una sequenza specifica: l'utilizzo di biomassa (che ha catturato CO2 atmosferica) come input, e quindi il sequestro permanente del carbonio solido stabile risultante (biochar) in un modo che ne impedisca il ritorno nell'atmosfera.

Come funziona la pirolisi

Per comprenderne l'impronta di carbonio, è necessario prima comprendere il processo fondamentale. La pirolisi è un metodo semplice e potente di decomposizione termica.

Il processo fondamentale: calore senza ossigeno

La pirolisi comporta il riscaldamento di materiali organici, come biomassa o plastica, a temperature elevate in un ambiente con poco o nessun ossigeno.

Pensatela come una "cottura" piuttosto che una "combustione". Poiché non c'è ossigeno, il materiale si scompone in nuove sostanze invece di bruciare in cenere e anidride carbonica.

I prodotti chiave: solidi, liquidi e gas

Questo processo produce costantemente tre prodotti primari:

1. Biochar (solido): Un materiale stabile, ricco di carbonio, simile al carbone. I riferimenti lo indicano come "nerofumo", che è una delle sue possibili forme.
2. Bio-olio (liquido): Un liquido denso, simile al catrame, che può essere raffinato in carburanti per il trasporto o prodotti chimici.
3. Syngas (gas): Una miscela di gas combustibili (come idrogeno e monossido di carbonio) che può essere utilizzata per generare calore o elettricità.

Il percorso verso la negatività del carbonio

Raggiungere la negatività del carbonio con la pirolisi non è automatico; richiede un sistema attentamente progettato che soddisfi criteri specifici.

Prerequisito 1: Materia prima di biomassa

Il processo può essere a carbonio negativo solo se la materia prima iniziale è essa stessa a carbonio neutro. Ciò significa utilizzare biomassa, come legno, rifiuti agricoli o letame.

Questi materiali contengono carbonio che è stato recentemente catturato dall'atmosfera attraverso la fotosintesi. L'utilizzo di materiali derivati da combustibili fossili come la plastica è una forma di riciclo ma non può essere a carbonio negativo, poiché rilascia nuovamente carbonio antico, precedentemente sequestrato.

Prerequisito 2: Sequestro del carbonio a lungo termine

La negatività del carbonio dipende da ciò che accade al biochar. Per rimuovere la CO2 dall'atmosfera, questo carbonio solido deve essere immagazzinato permanentemente.

Se il biochar viene utilizzato come ammendante del suolo o miscelato in materiali da costruzione come i mattoni, il carbonio viene efficacemente sequestrato per centinaia o migliaia di anni.

Tuttavia, se il biochar viene bruciato come combustibile, il carbonio catturato viene semplicemente rilasciato nuovamente nell'atmosfera. Ciò rende il processo al massimo a carbonio neutro, non a carbonio negativo.

Prerequisito 3: Sostituzione dei combustibili fossili

Un beneficio secondario del carbonio deriva dall'utilizzo degli altri prodotti – bio-olio e syngas – per sostituire i combustibili fossili.

Quando questi combustibili derivati dalla pirolisi vengono bruciati per generare energia, essi sostituiscono le emissioni che sarebbero derivate dalla combustione di carbone, petrolio o gas naturale. Ciò crea un'emissione evitata, migliorando ulteriormente il bilancio complessivo del carbonio del processo.

Comprendere i compromessi e gli ostacoli

Sebbene tecnicamente valida, l'adozione diffusa della pirolisi per il sequestro del carbonio affronta significative sfide pratiche.

La barriera economica

Come dimostra l'analisi attuale, i combustibili e i prodotti derivati dalla pirolisi della biomassa sono spesso più costosi delle loro controparti a combustibili fossili.

Il processo richiede tipicamente incentivi finanziari come tasse o sussidi sul carbonio per diventare economicamente competitivo. Senza di essi, c'è poca ragione dettata dal mercato per scegliere la pirolisi rispetto a metodi convenzionali più economici.

Il dilemma dell'uso finale

Esiste un conflitto fondamentale tra l'utilizzo dei prodotti per l'energia e il sequestro. Il biochar è un combustibile prezioso e bruciarlo può aiutare ad alimentare il processo di pirolisi stesso.

Tuttavia, scegliere di bruciare il biochar per il suo valore energetico annulla completamente il beneficio del sequestro del carbonio. Un progetto deve avere un obiettivo chiaro e inequivocabile: massimizzare la produzione di energia (carbonio neutro) o massimizzare il sequestro (carbonio negativo).

Bilancio energetico del sistema

Il processo di pirolisi stesso richiede un significativo apporto di energia per raggiungere alte temperature. Affinché il sistema sia veramente a carbonio negativo, questa energia deve provenire da una fonte pulita (come solare o eolico) o dalla combustione del syngas prodotto in loco.

Se i combustibili fossili vengono utilizzati per alimentare il reattore di pirolisi, tali emissioni devono essere contabilizzate e possono facilmente annullare qualsiasi guadagno di sequestro del carbonio.

Effettuare la giusta valutazione per il proprio obiettivo

Quando si valuta un progetto di pirolisi, la valutazione deve essere direttamente collegata al suo obiettivo primario.

• Se il vostro obiettivo primario è la vera negatività del carbonio: Assicuratevi che il piano includa l'uso di biomassa come materia prima e abbia un percorso di sequestro verificabile e a lungo termine per il biochar, come l'ammendamento del suolo o l'uso in materiali da costruzione.
• Se il vostro obiettivo primario è la creazione di combustibile rinnovabile: Riconoscete che questo è un obiettivo valido per sostituire i combustibili fossili, ma il processo sarà al massimo a carbonio neutro, non a carbonio negativo, poiché tutto il carbonio catturato viene alla fine rilasciato.
• Se il vostro obiettivo primario è la gestione dei rifiuti: Riconoscete che la pirolisi è un ottimo strumento per ridurre il volume delle discariche, ma il suo impatto sul carbonio dipende interamente dalla materia prima utilizzata e dalla destinazione finale dei suoi prodotti.

Pertanto, la negatività del carbonio della pirolisi non è una proprietà della tecnologia stessa, ma un risultato deliberato di un sistema attentamente progettato e supportato economicamente.

Tabella riassuntiva:

Criteri	Carbonio negativo?	Carbonio neutro?
Materia prima	Biomassa (legno, rifiuti agricoli)	Materiali derivati da combustibili fossili (plastica)
Uso del biochar	Sequestro permanente (suolo, costruzione)	Bruciato per energia
Obiettivo primario	Rimozione del carbonio	Produzione di combustibile rinnovabile / Gestione dei rifiuti

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